點擊:發布日期(qi):2022/6/29
通過離心泵與(yǔ)管路系統的特(tè)性曲線圖分析(xi)了離心泵流量(liàng)調💛節的幾種主(zhǔ)要方式:出口閥(fá)門調節、泵變速(su)調節和泵的串(chuan)、并聯調節。用特(tè)性曲線圖分析(xī)🛀了出口閥門調(diào)節和泵變速調(diao)節兩種方式的(de)能耗損失,并進(jìn)行了對比,指出(chū)離心泵用變速(sù)調節流量比用(yong)出口閥門調節(jiē)流量⁉️可以更好(hao)的節約能耗,且(qie)節能效率與流(liu)量變化大小有(you)🧑🏽🤝🧑🏻關。在實際應用(yòng)時應該注意變(bian)速調節的範圍(wei)💰,才能更好的應(ying)用離心泵變速(sù)調節。
離心泵是(shì)廣泛應用于化(hua)工工業系統的(de)一種通用流體(tǐ)機🚶械。它具有性(xìng)能适應範圍廣(guang)(包括流量、壓頭(tóu)及對輸送介質(zhì)性質的适應性(xing))、體積小、結構簡(jiǎn)單、操作容易、操(cao)作費用低等諸(zhū)多優點。通常,所(suǒ)選離心泵的流(liu)量、壓頭可能會(huì)和管路中要求(qiú)的不一緻,或由(yóu)于生産任務🏃🏻、工(gōng)藝要求發生變(biàn)化,此時都要求(qiú)對泵♋進行流量(liang)調節,實質是改(gǎi)變離心泵的工(gōng)作點。離心泵的(de)工作點是由泵(bèng)的特性曲線和(hé)管路系統特性(xing)曲線共同決定(dìng)的,因此,改變任(ren)何一個🈲的特性(xing)曲線都可以達(dá)到流量調節的(de)目的。目前,離心(xin)泵的流量✂️調節(jie)方式主要有調(diao)節閥控制、變速(sù)控制以及泵的(de)并、串聯調節等(deng)。由于各種📧調節(jiē)方式的原理不(bú)同,除☔有自己的(de)優缺點外,造成(chéng)的能量損耗也(yě)不一樣,為⛷️了尋(xun)求*、能🤟耗最小、最(zui)節能的流量🔴調(diao)節方式,必須全(quán)面地了解離心(xin)💋泵的流量調節(jiē)方式與能耗之(zhī)間的關系。
1、泵流(liu)量調節的主要(yao)方式
1.1 改變管路(lu)特性曲線
改變(biàn)離心泵流量最(zui)簡單的方法就(jiu)是利用泵出口(kǒu)閥門的開💜度🌏來(lái)控制,其實質是(shi)改變管路特性(xing)曲線的位置來(lai)改變泵的工作(zuo)點。
1.2 改變離心泵(beng)特性曲線
根據(ju)比例定律和切(qiē)割定律,改變泵(bèng)的轉速、改變泵(bèng)結構(如切削💋葉(ye)輪外徑法等)兩(liǎng)種方法都能改(gai)變離心泵的特(te)🈲性曲㊙️線,從而達(da)到調節流量(同(tóng)時改變壓頭)的(de)目的。但是對于(yú)已🙇♀️經工作的泵(bèng),改🐉變泵結構的(de)方法不太方便(bian),并且由于改變(bian)了泵的結構,降(jiang)低了泵的通用(yòng)性,盡管它在某(mou)些時候調節流(liú)量經濟方便[1],在(zai)生産中也很少(shao)采用。這裡僅分(fèn)析改變離心泵(bèng)的轉速調⭐節流(liu)量的方法。從圖(tu)1中分析,當改變(bian)泵轉速調節流(liu)量從Q1下降到Q2時(shi),泵的轉速(或電(dian)機轉速)從n1下降(jiang)到n2,轉速為n2下泵(beng)的特性曲線Q-H與(yǔ)管路特性曲線(xiàn)He=H0+G1Qe2(管路特曲線不(bú)變化)交于🚶點A3(Q2,H3),點(dian)A3為通過調速調(diào)節流量後新的(de)工🆚作點。此調節(jiē)方法調節效果(guǒ)明顯、快捷🤟、安全(quan)👨❤️👨可靠,可以延長(zhǎng)泵使用壽命,節(jiē)約電能,另外降(jiàng)🏃🏻♂️低轉速運行還(hái)能有效的降低(di)離☔心泵的汽蝕(shí)餘量♋NPSHr,使泵遠離(lí)汽蝕🔞區,減小離(li)心泵發生汽蝕(shí)的可能♍性[2]。缺點(dian)是改變泵的轉(zhuǎn)速需要有通過(guo)變頻技術來改(gǎi)變原動機(通常(cháng)是電動機)的轉(zhuan)速,原理複雜,投(tou)資較大,且流量(liang)調節範圍小。
1.3 泵(beng)的串、并連調節(jiē)方式
當單台離(lí)心泵不能滿足(zu)輸送任務時,可(ke)以采用離心泵(beng)的并聯或串聯(lian)操作。用兩台相(xiàng)同型号的離心(xin)泵并聯,雖然壓(ya)頭變👨❤️👨化不大,但(dan)加大了總的輸(shu)送流量,并聯泵(bèng)的總效率與單(dān)台泵的效率相(xiàng)同;離心泵串聯(lián)時總的壓頭增(zeng)大,流量變化不(bú)大,串👌聯泵的總(zong)效率與單台泵(bèng)效率相同。
2、不同(tóng)調節方式下泵(bèng)的能耗分析
在(zài)對不同調節方(fang)式下的能耗分(fèn)析時,文章僅針(zhen)對🛀🏻目前廣泛采(cǎi)用的閥門調節(jiē)和泵變轉速調(diào)節兩種調節方(fāng)式👈加以分析。由(yóu)于離心泵的并(bing)、串聯操作目🌍的(de)在于提高壓頭(tou)或流量,在化工(gōng)領域😘運用不多(duo),其能耗可以結(jie)合圖2進行分析(xī),方⚽法基本相同(tong)。
2.1 閥門調節流量(liàng)時的功耗
離心(xin)泵運行時,電動(dòng)機輸入泵軸的(de)功率N為:
N=vQH/η
式中N——軸(zhóu)功率,w;
Q——泵的有效(xiào)壓頭,m;
H——泵的實際(ji)流量,m3/s;
v——流體比重(zhong),N/m3;
η——泵的效率。
當用(yòng)閥門調節流量(liàng)從Q1到Q2,在工作點(diǎn)A2消耗的軸功率(lü)為:
NA2=vQ2H2/η
vQ2H3——實際有用功(gōng)率,W;
vQ2(H2-H3)——閥門上損耗(hào)得功率,W;
vQ2H2(1/η-1)——離心泵(beng)損失的功率,W。
2.2 變(biàn)速調節流量時(shí)的功耗
在進行(háng)變速分析時因(yin)要用到離心泵(bèng)的比例定律🌈,根(gēn)🥵據其應用條件(jian),以下分析均指(zhǐ)離心泵的變速(su)範圍在±20%内,且離(li)心泵本身效率(lü)的變化不大[3]。用(yong)電動機變速調(diào)節流量到流量(liang)Q2時,在工🚶♀️作點A3泵(beng)消耗的軸功率(lǜ)為:
NA3=vQ2H3/η
同樣經變換(huan)可得:
NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1) (2)
式中 vQ2H3——實際(jì)有用功率,W;
vQ2H3(1/η-1)——離心(xin)泵損失的功率(lü),W。
2.3 能耗對比分析(xī)
3、結論
對于目前(qian)離心泵通用的(de)出口閥門調節(jiē)和泵變轉速調(diào)節兩種主要流(liu)量調節方式,泵(beng)變轉速調節節(jie)💃🏻約的能耗比出(chu)口閥門調節大(da)得多,這點可以(yi)從兩者的功耗(hao)分析🔴和功耗對(duì)比分析看出🌏。通(tōng)過離心泵的流(liu)量與揚程的關(guān)系圖,可以🏃♂️更為(wéi)直觀的反映出(chu)兩種調節方式(shì)下的能耗關系(xì)。通過泵變速調(diào)節來⭐減小流量(liang)還㊙️有🤞利于降低(di)離心☁️泵發生汽(qì)蝕的可能性。當(dāng)流量減小越大(dà)時,變速調節的(de)節能效率也越(yuè)大,即閥門調節(jiē)損耗功率越大(dà),但是,泵變速過(guò)大時又會造成(cheng)泵效率降低,超(chao)出泵比例定律(lü)範圍,因此,在實(shí)際應用時應該(gai)從多方面考慮(lǜ),在二者之間綜(zōng)合出*的流量🌏調(diao)節方法。